A. 求餾出液和釜殘液的流量和組成
1.1 蒸餾過程概述與汽液平衡關系
1-1正戊烷（C5H12）和正已烷(C6H14)的飽和蒸汽壓數據列於本題附表，試計算總壓P=13.3kPa下該溶液的汽液平衡數據和平均相對揮發度。假設該物系為理想溶液。
習題1-1 附表
溫度 T / K
C5H12
223.1
233.0
244.0
251.0
260.6
275.1
291.7
309.3
C6H14
248.2
259.1
276.9
279.0
289.0
304.8
322.8
341.9
飽和蒸汽壓 p0 / kPa
1.3
2.6
5.3
8.0
13.3
26.6
53.2
101.3
1-2 某精餾塔再沸器的操作壓力為105.0kPa，釜液中含苯0.15（摩爾分率），其餘為甲苯。苯與甲苯的安托尼常數列於本題附表，安托尼方程中溫度的單位為℃，壓力單位為kPa。本物系可視作理想溶液。求此溶液的泡點及其平衡汽相組成。
習題1-2 附表
組分
A
B
C
苯
6.023
1206.35
220.24
甲 苯
6.078
1343.94
219.58
1.2 平衡蒸餾與簡單蒸餾
1-3 常壓下對含苯0.6（摩爾分率）的苯—甲苯混合液進行蒸餾分離，原料處理量為100kmol。物系的平均相對揮發度為2.6，汽化率為0.45，試計算：
(1) 平衡蒸餾的汽液相組成；
(2) 簡單蒸餾的餾出液量及其平均組成。
1-4 在常壓下對苯-甲苯混合液進行蒸餾，原料液量為100kmol/h，組成為0.7（苯摩爾分率，下同），塔頂產品組成為0.8。物系的平均相對揮發度為2.46，試分別求出平衡蒸餾和簡單蒸餾兩種操作方式下的氣化率。
（平衡蒸餾：0.448， 簡單蒸餾: 0.667）
1.3 兩組分連續精餾的計算（Ⅰ）
1-5 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知原料液流量為100 kg/h，組成為0.5 （易揮發組分的摩爾分率，下同），若要求釜液組成不大於0.05，餾出液回收率為95%。試求餾出液的流量和組成。
1-6 在連續精餾塔中分離含甲醇0.45（摩爾分率，下同）的甲醇－水溶液，其流量為100kmol/h，要求餾出液中甲醇的含量為0.96，釜液中甲醇的含量為0.03，迴流比為2.6。試求：
（1）餾出液的流量；
（2）飽和液體進料時，精餾段和提餾段的操作線方程。
1-7 在連續精餾操作中，已知加料量為100kmol/h，其中汽、液各半，精餾段和提餾段的操作線方程分別為
y=0.75x+0.24
及 y=1.25x-0.0125
試求操作迴流比，原料液的組成、餾出液的流量及組成。
1-8 一連續精餾塔分離二元理想混合溶液，已知精餾段某層塔板的氣、液相組成分別為0.83和 0.70，相鄰上層塔板的液相組成為0.77，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78(以上均為輕組分A的摩爾分數，下同)。塔頂為泡點迴流。進料為飽和液體，其組成為0.46。若已知塔頂與塔底產量比為2／3，試求：
(1)精餾段操作線方程；
(2)提餾段操作線方程。
(精餾段3y=2x+0.95；提餾段3y=4.5x-0.195)
1.4 兩組分連續精餾的計算（Ⅱ）
1-9 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知精餾段操作線方程為 ，提餾段操作線方程為 。若原料液於露點溫度下進入精餾塔中，試求原料液、餾出液和釜殘液的組成及迴流比。
1-10連續精餾塔在常壓下分離含甲醇30%與水70%的混合液，要求塔頂產品含甲醇不低於95%，塔底殘液含甲醇不大於5%（以上均為摩爾分率）。泡點進料。
試計算：（1）最小迴流比Rmin；
（2）若R=2Rmin，求所需理論塔板數；
（3）若總板效率為50% ，所需實際塔板數與加料板位置。（化工原理例題分析與練習P117）
（Rmin=0.78, N理=7（不包括塔釜）, N實際=14（不包括塔釜），N精=10, N提=4（不包括塔釜））
1-11 在連續精餾塔中，分離苯－甲苯混合液。若原料為飽和液體，其中含苯0.5（摩爾分率，下同）。塔頂餾出液組成為0.95，塔底釜殘液組成為0.06，迴流比為2.6。試求理論板層數和加料板位置。苯－甲苯混合液的平衡數據見例1－2附表。
1.5 兩組分連續精餾的計算（Ⅲ）
1-12 在常壓連續精餾塔內分離甲醇－水溶液，料液組成為0.4 （甲醇的摩爾分率，下同），流量為100kmol/h，於泡點下加入塔內。要求餾出液組成為0.96，釜液組成為0.04，塔釜間接蒸汽加熱，迴流比R＝1.86Rmin。
試求：(1) 所需理論板層數及加料板位置；
(2) 若改為直接水蒸汽加熱，其它均保持不變，餾出液中甲醇收率將如何變化。
常壓下物系平衡數據列於本題附表中。
習題 1-12附表
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
100
96.4
93.5
91.2
89.3
87.7
84.4
81.7
78.0
0.0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.15
0.20
0.30
0.0
0.134
0.234
0.304
0.365
0.418
0.517
0.579
0.665
75.3
73.1
71.2
69.3
67.6
66.0
65.0
64.5
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.0
0.729
0.779
0.825
0.870
0.915
0.958
0.979
1.0
1-13 在常壓連續精餾塔內分離乙醇－水混合液，原料液為飽和液體，其中含乙醇0.30（摩爾分率，下同），餾出液組成不低於0.80，釜液組成為0.02；操作迴流比為2.5，若於精餾某一塔板處側線取料，其摩爾流量為餾出液摩爾流量的1/2，側線產品為飽和液體，組成為0.6。試求所需的理論板層數、進料板及側線取料口的位置。物系平衡數據見本題附表。
習題1-13 附表
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
B. 多組分氣液平衡的計算問題
汽液相平衡，是指溶液與其上方蒸汽達到平衡時氣液兩相間各組分組成的關系。
理想溶液的汽液相平衡服從拉烏爾(Raoult)定律。
因此對含有A、B組分的理想溶液可以得出：
PA=PAoxA
(6-1a)
PB=PBoxB=
PBo（1-xA）
（6-1b)
式中：
PA,
PB
——溶液上方A和B兩組分的平衡分壓，
Pa；
PAo,PBo——同溫度下，純組分A和B的飽和蒸汽壓，
Pa；
xA,xB——混合液組分A和B的摩爾分率。
理想物系氣相服從道爾頓分壓定律，既總壓等於各組分分壓之和。
對雙組分物系：
P=PA+PB
（6-2）
式中：
P——氣相總壓，Pa；
PA和PB
—A,B組分在氣相的分壓，Pa。
根據拉烏爾定律和道爾頓分壓定律，可得泡點方程：
o
A
oBAPPppx
（6-4）式
（6-4）稱為泡點方程，該方程描述平衡物系的溫度與液相組成的關系。
可得露點方程式：
o
BoAo
B
oAAppppppy
6-5
式（6-5）稱為露點方程式，該方程描述平衡物系的溫度與氣相組成的關系。
在總壓一定的條件下，對於理想溶液，只要溶液的飽和溫度已知，根據A,B組分的蒸氣壓數據，查出飽和蒸汽壓PA0,
PB0,
則可以採用式（6-4）的泡點方程確定液相組成xA，採用式（6-5）的露點方程確定與液相呈平衡的氣相組成yA